摘要：使用HX-410型手持式棉花测色仪与HVI1000大容量棉纤维测试仪分别对2013/2014年度美国陆地棉实物标准样品（15盒/90块）的反射率（Rd）、黄度（+b）进行测试，并比对分析，结果显示两台设备的测试结果准确，且高度一致。
关键词：HX-410型手持式棉花测色仪；HVI1000；反射率（Rd）；黄度（+b）
目前，我国棉花专业检测机构大都配备了不同型号的大容量棉纤维测试仪（简称HVI），棉花实验室检测工作基本实现了仪器化，并逐步与国际接轨。但由于HVI价格昂贵，棉花加工、生产、贸易及纺织用棉企业很少配备，大都沿用传统方法进行检测，尤其是棉花品级检验，仍采用感官方法定级，受人为因素影响较大，导致不同人员、不同条件、不同环境下，目测结果差异较大，进而争议较大。今年新推出的HX-410型手持式棉花测色仪（见图1）因携带方便、价格便宜，得到棉花加工、生产、贸易及纺织用棉企业的热捧，但作为新型检测仪器，测试结果的准确性是至关重要的。为此，本文对HX-410型手持式棉花测色仪的测试结果反射率（Rd）、黄度（+b）与HVI对应指标进行比对分析，从而指导棉花企业根据自身实力和特点合理选购检测仪器。
1 材料与方法
1.1 样品准备
试验样品为2013/2014年度美国陆地棉实物标准，共15盒，每盒包含6块样品，共计90块样品。其中白棉类7盒（GM、SM、M、SLM、LM、SGO、GO各1盒），共42块样品；点污棉5盒（SM、M、SLM、LM、SGO各1盒），共30块样品；黄染棉3盒（M、SLM、LM各1盒），共18块样品。
1.2 仪器准备
在同一恒温恒湿[温度（20±2）℃，湿度（65±2）%]实验室中，由操作娴熟的技术人员按照对应的校准规范分别对HX-410型手持式棉花测色仪和HVI1000大容量棉纤维测试仪进行校准。
1.3 试验方法
1.3.1 样品编号
按照白棉类、点污棉类、黄染棉类各品级排列顺序，将每个等级标准盒内的6块样品按照从左到右、从上到下的顺序依次编号，参见表1。例如白棉类等级为GM的标准，其样品编号为11-1、11-2、11-3······11-6，其他类型及等级样品依次类推。
1.3.2 试验操作
为保证试验的准确性，排除人为误差，整个试验过程均由同一名技术人员进行操作，该人员已经通过两台仪器的培训，能够熟练操作每台设备。
在颜色模块下，使用HVI对上述90个样品表面反射率（Rd）、黄色深度（+b）进行逐一逐项测试，每个样品测试2次，取平均值。按照《进出口棉花检验规程HVI测量法》（SN/T 1512）相关要求，反射率（Rd）、黄色深度（+b）结果均保留1位小数，并保存所有数据。
使用手持式棉花测色仪对上述90个样品表面反射率（Rd）、黄色深度（+b）进行逐一逐项测试，由于该仪器测试颜色窗口面积较小，故每个样品测试3次，取平均值。Rd、+b结果均保留1位小数，测试完成后保存所有数据。
2 试验结果分析
2.1 两台仪器对上述标准样品测试结果的一致性分析
手持式棉花测色仪、HVI对白棉类、点污棉、黄染棉标准样品测试结果分别见表2、表3和表4。
根据表2中42组测试数据，将HVI作为参比仪器，手持式棉花测色仪作为试验仪器，分别对两台仪器测得的反射率（Rd）和黄度（+b）数据建立线性回归方程，进行相关性分析。两台仪器测得反射率（Rd）结果用Excel软件作散点图、拟合直线回归方程及r值（图2）。
从图2可以看出y=1.0009x-0.239，R2= 0.9968，r=0.9984>0，即两台仪器测得Rd值呈正相关。n=42，n-2=40，根据相关系数检验表[1]：r0.05=0.404，r0.01=0.393。r=0.9968> r0.01，手持式棉花测色仪与HVI所测试反射率Rd值线性相关，且关系特别显著。
按照同样的方法，对两台仪器测得黄度（+b）结果进行相关性分析，分析结果见图3，从图3可以看出，R2= 0.9809，r=0.9904> r0.01，说明手持式棉花测色仪与HVI测试黄度（+b）值线性相关，且关系特别显著。
按照对白棉类测试结果的分析方法，分别得到两台仪器对点污棉和黄染棉测试结果的相关系数r，见表5。
从表5可以看出，两台仪器对于白棉类、点污棉类和黄染棉类测试结果的相关系数r值均大于r0.01，这表明手持式棉花测色仪与HVI对于这三类棉花的颜色测试结果线性相关，关系均为特别显著，即两台仪器的颜色测试结果高度吻合。
2.2 两台仪器对上述标准样品测试结果的准确性分析
根据表2、表3和表4的数据，结合美国陆地棉色特征图（见图4），对HVI与手持式棉花测色仪所测得90个样品的Rd、+b分别对照该图的纵坐标和横坐标，判断两台仪器测试数据是否能落在对应区域内，以评价两台仪器测试结果的准确性。
结果显示，两台仪器所测得的90组数据绝大部分都落在了样品颜色级对应区域内，其中HVI有84组测试结果位于对应区域，测试相符率93.3%；手持式棉花测色仪有85组测试结果位于对应区域内，测试相符率94.4%。虽然个别数据落在了对应区域的相邻区域内，但都与分界线非常接近，甚至就在分界线上而难以判断具体属于哪个区域。这也不排除标准样品在日常检验使用中造成的颜色级变化和仪器的误差，也有可能标准样品在制作时本身就采用了颜色级处于边缘的样品，因此两台仪器测试结果是非常准确的。
2.3 两台仪器测试速度比对分析
在使用HVI测试上述标准样品时，需要3个试验员共同配合，第一个试验员需将样品从标准盒中取出，交给第二个试验员对样品进行HVI测试，测试完毕后再由第三个试验员将样品放回到原位。在整个取放样品及测试过程中，三个试验员都须小心翼翼、轻拿轻放，并逐一对照标准盒中的每个样品原始图片，以确保样品表面保持原样不受损。在这种模式下，每个样品测试2次，测试上述90个样品，共用时约180分钟，平均测试每只样品需要2分钟。假如测试非标准样品，即不考虑存取样品时间，每只样品测试2次，也要4.5 秒。
在使用手持式棉花测色仪测试样品时，只要将测色头按压在样品上即可，而不需要将样品逐个取出测试，故只需一名试验员即可轻松完成整个测试工作。按照每个样品测试3次，测试上述90个样品，共用时约4.5分钟，平均测试每只样品需要3秒钟。
因此，只需测试棉花颜色指标Rd、+b时，使用手持式测色仪可以大大缩短检测周期，提高工作效率。
2.4 两台仪器测试环境适应性分析
在使用HVI测试样品Rd、+b时，需要从棉花存放现场将样品取回，并置于恒温恒湿实验室中方可进行。
手持式棉花测色仪数据无线传输，轻巧便捷，特别适用于棉花收购、加工、入库的现场颜色级检验，无须开包取样，实现包身多点测试。另外，只要温度在-20℃到40℃范围内，该仪器都能进行正常操作，其测试环境的适应性更好些。
3 结论和建议
（1）两台仪器所测的Rd、+b结果均落在标准样品对应的色征图区域内，表明测试结果准确。
（2）两台仪器所测的Rd、+b结果相关性呈特别显著，一致性很好。
（3）测试棉花颜色等级时，使用HX-410型手持式棉花测色仪更为经济、便捷、高效。
（4）HX-410型手持式棉花测色仪对环境要求较低，适应性好。
参考文献：
[1] 国家进出口商品检验局数理统计专业委员会.实验数据处理[M].北京：科学普及出版社，1992.
（作者单位：河北出入境检验检疫局）